轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬在錄井遠(yuǎn)程傳輸中應(yīng)用分析

（中國(guó)石油西部鉆探地質(zhì)研究院（克拉瑪依錄井公司），克拉瑪依 834000）

1 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)原始載波配置

西部鉆探克拉瑪依錄井遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)衛(wèi)星網(wǎng)中心站發(fā)送至遠(yuǎn)端站（出向）載波650kb/s/ 590kHz，遠(yuǎn)端站發(fā)送至主站（入向）載波268kb/s/260kHz，出向、入向載波占用衛(wèi)星總帶寬為590+260×3=1370kHz。租賃轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬1.5MHz，實(shí)際使用1.37MHz的帶寬資源。如圖1所示。

圖1 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬分布示意圖

2 應(yīng)用需求分析

2.1 當(dāng)前用戶業(yè)務(wù)種類及特點(diǎn)

衛(wèi)星網(wǎng)遠(yuǎn)端站到中心站的用戶業(yè)務(wù)（以下統(tǒng)稱為：入向數(shù)據(jù)）包括錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回傳、雙向IP電話和匯總數(shù)據(jù)ftp回傳三種，其中錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回傳為每個(gè)端站24小時(shí)不間斷傳輸，雙向IP電話為不定時(shí)發(fā)生，匯總數(shù)據(jù)ftp回傳為每日定時(shí)向主站傳輸。

2.2 當(dāng)前用戶業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)及載波占用

（1）每個(gè)遠(yuǎn)端站到中心站的錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回傳速率平均為4kb/s，最高不超過16kb/s。當(dāng)前衛(wèi)星網(wǎng)內(nèi)一般有55個(gè)左右的小站同時(shí)在線工作，總業(yè)務(wù)量為55×4=220kb/s。

（2）系統(tǒng)回傳帶寬268×3=804kb/s，804-220=584kb/s，每路衛(wèi)星電話占用回傳帶寬16kb/s，實(shí)際統(tǒng)計(jì)衛(wèi)星電話并發(fā)路數(shù)一般不超過2路，保守估算衛(wèi)星網(wǎng)內(nèi)5路電話并發(fā)，系統(tǒng)回傳帶寬剩余584-16×5=504kb/s。

2.3 主站業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)

當(dāng)前衛(wèi)星網(wǎng)中心站發(fā)送至遠(yuǎn)端站的數(shù)據(jù)（以下統(tǒng)稱為：出向數(shù)據(jù)）占用轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬590kHz，對(duì)應(yīng)信息速率為650kb/s，中心站發(fā)給遠(yuǎn)端站的管理數(shù)據(jù)速率為0.5kb/s，55×0.5=27.5kb/s，保守估算衛(wèi)星網(wǎng)內(nèi)5路電話并發(fā)，系統(tǒng)出向帶寬剩余650-27.5-16×5=532.5kb/s，對(duì)應(yīng)信息速率為66kb/s。

2.4 當(dāng)前系統(tǒng)應(yīng)用和帶寬資源占用分析

當(dāng)前系統(tǒng)中的入向鏈路帶寬能夠保證端站用戶順利傳輸錄井?dāng)?shù)據(jù)，正常撥打雙向衛(wèi)星電話，單進(jìn)程ftp上傳最大速率為：33kb/s。

當(dāng)前系統(tǒng)中的出向鏈路帶寬能夠保證衛(wèi)星小站在線運(yùn)行，正常進(jìn)行衛(wèi)星雙向語(yǔ)音通話，單進(jìn)程ftp下載最大速率不低于66kb/s。

因?yàn)閒tp為非實(shí)時(shí)應(yīng)用，對(duì)時(shí)延不敏感，因此回傳和下載能夠滿足用戶的基本要求。

3 載波重新配置及帶寬應(yīng)用

根據(jù)西部鉆探克拉瑪依錄井公司的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，遠(yuǎn)端站入向業(yè)務(wù)量遠(yuǎn)大于中心出向業(yè)務(wù)量，因此在保持中心站出向參數(shù)不變的條件下，考慮提高端站入向信道速率。

3.1 遠(yuǎn)端站發(fā)射性能差別與分類

在長(zhǎng)期運(yùn)行中，由于天線形變、指向偏差、器件老化等原因，少數(shù)遠(yuǎn)端站發(fā)射性能會(huì)有所下降。根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)試的驗(yàn)證，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的遠(yuǎn)端站可分為兩類：第一類工作速率在700kb/s-900kb/s范圍，能夠在580kb/s/560kHz的入向載波中穩(wěn)定工作，對(duì)應(yīng)單個(gè)端站上傳信息速率約70kb/s，第二類工作速率在400kb/s-600kb/s范圍內(nèi)，能夠在350kb/s/340kHz的入向載波中穩(wěn)定工作，對(duì)應(yīng)單個(gè)端站上傳信息速率約43kb/s，在載波配置時(shí)考慮為遠(yuǎn)端站分配兩種不同速率的入向載波，可以有效保證信道高效利用，性能不同的遠(yuǎn)端站均能穩(wěn)定工作。

3.2 載波配置

根據(jù)上述分析，中心站出向信道保持650kb/s/590kHz不變，根據(jù)對(duì)遠(yuǎn)端站的分類，其入向載波速率分別提高到580kb/s和350kb/s較為合適，載波分配出向、入向占用衛(wèi)星總帶寬為590+560+340=1490kHz。如圖2所示，租賃轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬1.5MHz，實(shí)際使用1.49MHz的帶寬資源。

由于中心站出向工作參數(shù)未進(jìn)行改動(dòng)，確保了衛(wèi)星系統(tǒng)的正常運(yùn)行，通過調(diào)整系統(tǒng)中回傳鏈路的工作參數(shù)，入向信道的最大信息速率從33kb/s提升至70kb/s，1.5MHz帶寬都得到使用。

圖2 優(yōu)化后的載波分配出向、入向占用衛(wèi)星總帶寬示意圖

3.3 中心站入向載波控制單元

由于遠(yuǎn)端站工作速率的提升，相對(duì)應(yīng)的入向控制單元效率得到提高，使用兩組入向載波控制單元，就可以接收所有遠(yuǎn)端站的回傳數(shù)據(jù)。

4 重新配置后的效果

從帶寬利用方面，租用的1.5MHz轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬得到了有效、合理的應(yīng)用，效率提高了約9%，對(duì)于企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本的節(jié)約，也就是效益的提升。

從設(shè)備使用方面，對(duì)于發(fā)射性能不同的遠(yuǎn)端站進(jìn)行了合理的劃分，既保證的高增益端站的性能的充分發(fā)揮，也確保了低增益端站的穩(wěn)定運(yùn)行。

原回傳鏈路的入向設(shè)備需要三組，而現(xiàn)在只使用了兩組，節(jié)約了一組回傳鏈路的入向設(shè)備，設(shè)備從三組減少至兩組，但是回傳鏈路的效率得到了有效的提升。

節(jié)約的這組入向設(shè)備可以應(yīng)用于備用或應(yīng)急帶寬上，實(shí)現(xiàn)更高發(fā)射能力的端站進(jìn)行大文件的高速傳輸或視頻傳輸。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)遠(yuǎn)端站入向工作參數(shù)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了對(duì)當(dāng)前租用1.5MHz轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬的充分利用，更重要的是在不增加運(yùn)營(yíng)成本的前提下，把回傳鏈路的傳輸速率提高了100%，進(jìn)一步提高各作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)錄井?dāng)?shù)據(jù)的回傳效率。

錄井遠(yuǎn)程傳輸?shù)囊饬x在于從根本上改變傳統(tǒng)的各種信息現(xiàn)場(chǎng)收集、管理和分析評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了各作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)與總部之間各類信息的高速傳輸、集中處理和實(shí)時(shí)交互，完成現(xiàn)場(chǎng)與總部最后一千米的網(wǎng)絡(luò)鏈接。